Soluciones y Mezclas

Diferencia entre una mezcla y una disolución

Para tu examen de química AP, debes conocer las siguientes definiciones relativas a las disoluciones y las mezclas.

Una solución está compuesta por un soluto y un disolvente. Un soluto es una sustancia que se disuelve en un disolvente. Un disolvente es un medio en el que se disuelve el soluto. En las soluciones, las propiedades macroscópicas no varían en toda la muestra.

Para formar una solución, deben romperse las fuerzas intermoleculares presentes tanto en el soluto como en el disolvente, y entonces deben formarse nuevas fuerzas intermoleculares entre ellos.

Una mezcla, en cambio, está formada por partículas que no pueden mezclarse uniformemente y, por tanto, se consideran heterogéneas. En las mezclas, las propiedades macroscópicas varían en función de la ubicación en la mezcla.

Antes de sumergirnos en los distintos tipos de mezclas y soluciones, debemos recordar los fundamentos de la solubilidad.

• En los sólidos, la solubilidad en agua aumenta al aumentar la temperatura.
• En los gases, la solubilidad en agua disminuye al aumentar la temperatura.
• La mayoría de los compuestos iónicos que tienen ^Li+, ^Na+, ^K+, ^NH4+, ^NO3- o ^CH3CO2- se consideran solubles en agua.

Tipos de soluciones y mezclas

Las soluciones pueden formarse a partir de cualquier combinación de sólido, líquido o gas. En la tabla siguiente encontrarás algunos ejemplos de soluciones.

Ejemplos de soluciones

Las soluciones pueden clasificarse en

• Soluciones diluidas

• Soluciones concentradas

• Soluciones saturadas

• Soluciones sobresaturadas

• Soluciones no saturadas

Soluciones diluidas frente a soluciones concentradas

Cuando añades una taza de zumo de naranja concentrado a un tarro que contiene tres tazas de agua para hacer zumo de naranja, ¡en realidad estás haciendo una solución de dilución! Las soluciones diluidas son soluciones que tienen una cantidad baja de soluto en la solución.

Los químicos suelen realizar diluciones para reducir la concentración de las soluciones. La concentración es una medida de la cantidad de soluto disuelto en el disolvente.

Las solucionesconcentradas son lo contrario de las diluidas y tienen una gran cantidad de soluto en la solución. Las soluciones concentradas pueden dividirse a su vez en insaturadas, saturadas y sobresaturadas.

Soluciones insaturadas

Las solucionesinsaturadas son soluciones que tienen menos de la cantidad máxima de soluto que puede disolverse en el disolvente. Por tanto, si decidieras añadir más soluto a una solución no saturada, el soluto se disolvería sin problemas, ¡sin dejar rastros del soluto!

Por ejemplo, si añades sal a un vaso de agua y la sal se disuelve completamente, entonces tienes una solución insaturada.

Soluciones saturadas

Las solucionessaturadas son aquellas en las que se ha disuelto la máxima cantidad de soluto. En otras palabras, si le añadieras más soluto, éste no se disolvería. En cambio, se hundiría hasta el fondo de la solución.

Cuando una solución se satura, significa que el ritmo al que se disuelve el soluto en el disolvente es igual al ritmo al que se forma la solución saturada. Esto se llama cristalización.

Fig.1-Cristalización

Piensa en alguna ocasión en la que hayas añadido azúcar a tu café o té, y haya llegado un punto en el que el azúcar haya dejado de disolverse. ¡Este es un ejemplo de solución saturada!

Soluciones sobresaturadas

Las solucionessobresaturadas son soluciones que contienen más de la cantidad máxima de soluto que puede disolverse en el disolvente. Las soluciones sobresaturadas se forman cuando una solución saturada se calienta a una temperatura elevada y luego se le añade más soluto. Cuando la solución se enfría, no se forma ningún precipitado.

Fig.2-Formación de una solución sobresaturada

Veamos ahora los distintos tipos de mezclas. Las mezclas pueden ser homogéneas y heterogéneas.

Sin embargo, cuando se trata de exámenes AP, el términomezclas se utiliza para referirse únicamente a las mezclas heterogéneas. Para simplificar las cosas, centrémonos en lo que son las mezclas heterogéneas.

Mezclas heterogéneas

Cuando una mezcla contiene sustancias que no son uniformes en su composición, le damos el nombre de mezcla heterogénea. Este tipo de mezcla puede separarse por medios físicos. ¡Tu pizza favorita es un tipo de mezcla heterogénea!

Las suspensiones son un tipo de mezcla heterogénea. Para mezclar las sustancias que se encuentran en una suspensión, se necesita una fuerza exterior. Pero, al cabo de un tiempo, las sustancias volverán a separarse. Un ejemplo común de suspensión es el aliño para ensaladas, compuesto de aceite y vinagre.

Ahora que ya sabemos qué son las mezclas y las disoluciones, y los tipos que existen, ¡vamos a centrarnos en las propiedades de las mezclas y las disoluciones!

Propiedades de las mezclas y las soluciones

Las soluciones son un tipo de mezcla homogénea formada por partículas de diámetro muy pequeño que se disuelven completamente en la solución y no pueden verse a simple vista. No son capaces de dispersar haces de luz y no pueden separarse por filtración. Los solutos también son estables a una temperatura determinada.

Las mezclas, en cambio, son mezclas heterogéneas formadas por partículas que pueden separarse. Las mezclas no tienen una composición uniforme y las distintas partes pueden verse a simple vista. Las mezclas pueden dispersar la luz.

Molaridad (Concentración Molar)

Podemos expresar la composición de una solución mediante la molaridad. La molaridad es la concentración del soluto.

La ecuación de la molaridad es la siguiente:

$\mathrm{Molarity}\left(M\right)=\frac{n_{\mathrm{solute}}}{L_{\mathrm{solution}}}$

Veamos un ejemplo

Cálculo de la dilución con molaridad

Antes hemos dicho que cuando se añade más disolvente a una muestra, ésta se vuelve menos concentrada (diluida). La ecuación de dilución es

${\mathrm{M}}_1{\mathrm{V}}_1={\mathrm{M}}_2{\mathrm{V}}_2$

Donde

• M1_es la molaridad antes de la dilución
• _M2 es la molaridad después de la dilución
• _V1 es el volumen de la solución antes de la dilución (en L)
• _V2es el volumen de la solución después de la dilución (en L)

Mezcla de sustancias puras y solución

El agua pura está formada por moléculas de hidrógeno y oxígeno, y se considera unasustancia pura. Algunos ejemplos de sustancias puras son el hierro, el NaCl (sal de mesa), el azúcar (sacarosa) y el etanol.

Si una solución tiene una composición constante, también puede considerarse un tipo de sustancia pura. Por ejemplo, una solución que contenga sal disuelta en agua es una sustancia pura porque la composición de la solución permanece invariable.

Lasmezclas (mezclas heterogéneas) no se consideran sustancias puras debido a las diferencias de composición.

Después de leer esto, espero que te sientas más seguro sobre la diferencia entre soluciones y mezclas, ¡y preparado para afrontar cualquier problema que se te presente!